3D打印机多轴联动插补算法的研究与优化

针对3D打印过程中,打印机多轴联动插补算法计算效率低的问题和Bresenham算法在3D打印运动控制中的不足,在现有算法基础之上提出阶跃式Bresenham算法、速度自适应算法,分别完成喷嘴的成型扫描运动和浆料的挤出运动.采用两种算法相结合的方式控制3D打印机多轴联动,从而提高3D打印机的插补速度.同时分析了该控制方式在微控制器中的实现流程,并将其移植于微控制器中.本研究设计了直线插补仿真试验和不同算法的3D打印试验,证明了该控制方式在打印精度不变的前提下能够提高打印效率.

基于直线生成的卷积霍夫线段检测

直线检测作为计算机视觉的上游任务,为下游包括工业视觉、遥感图像分析等任务提供支撑。直线检测的一大方向是霍夫直线检测,但现有霍夫检测基于近似原理设计计票器,直线检测准确度不高。为提高霍夫变换线段检测的准确度,利用卷积改进霍夫直线检测的计票器并提出基于直线生成的卷积霍夫线段检测方法。利用中值滤波对原始图像中的复杂纹理平滑处理后检测图像中的边界;通过按位异或卷积去除边界检测结果中的噪点并保留候选的线段端点;将候选的线段端点两两组合并使用布雷森汉姆算法进行线段生成,由利用卷积改进的计票器判断生成的线段是否存在于边界上;确认端点所构成线段位于边界后求取端点对之间的参数并合并参数相似的加检测结果,得到最终线段检测结果。对比实验中该方法的F1指标为0.7626,优于对比方法中最高的0.6523,证明该方法保留了霍夫变换较高鲁棒性的同时提高了检测结果的准确性。

基于占用网格的无人机激光雷达探测技术研究

由于“低慢小”无人机的特殊性,传统雷达很难对其进行有效探测,激光雷达以其独特的优势可以弥补传统雷达在低空探测领域的漏洞。本文将基于原始贝叶斯推理的占用网格方法用于无人机探测,并采用一种循环减法加速的Bresenham算法替代传统Bresenham算法,提升了占用网格的生成效率,该算法每次计算可以更新一行单元格。实验结果表明,改进的Bresenham算法在不同单元格数量下处理时间分别减少约24%、34%、75%和80%,基于原始贝叶斯推理的占用网格方法在一定范围内可以实现对无人机的探测,并且对无人机目标运动属性的分类具有较高的准确率。

改进型A^(*)算法的可重构机器人路径规划研究

路径规划是保证可重构机器人快速完成任务的关键技术之一。为提高可重构机器人的行驶效率,缩短行驶路径,首先,提出一种基于Bresenham直线算法思想的改进型A^(*)路径规划算法,实现可重构机器人路径点数消减、拐点消除,提高路径平滑度。在此基础上,考虑可重构机器人本身体积以及机器人可重构的特性,建立可重构机器人构型库,讨论了可重构机器人体积与周围障碍物的关系,减少机器人行走过程中与障碍物的碰撞几率。利用MATLAB仿真平台对改进型A^(*)路径规划算法进行仿真实验,验证了算法的有效性,可应用于复杂环境的机器人路径规划;分析了机器人重构后路径规划问题,利用可重构特性可缩短机器人运行路程,体现了可重构机器人的优越性。

多波束水柱图像联合降噪方法研究

针对多波束水柱测量中受设备固有的旁瓣干扰及复杂海洋环境噪声等的影响,使成像后的水下目标边缘轮廓变得模糊、水柱图像质量严重下降的问题,根据噪声特性提出了一种降噪方法。首先利用Bresenham算法模拟同距噪声,通过设置阈值区分目标与噪声实现整体去噪,后利用密度聚类算法,并结合目标的形态学特征,剔除剩余噪声。实验结果表明,处理后的水柱图像中的噪声得到了很好的抑制,并较为完整的保留了羽状气泡流目标的轮廓信息,为目标的探测和识别奠定基础。

结合Bresenham与JPS的静态栅格地图的路径搜索算法

路径规划问题一直是人工智能及游戏的研究重点,现在使用较为广泛的启发式算法是A^(*)算法,其缺点在于动态扩展节点过多,会占用大量计算机内存,影响寻路速率。通过改良提出JPS跳点算法,减少内存的消耗,该算法存在跳点数量多,计算冗余等问题。论文将Bresenham算法和JPS跳点算法结合,在使用JPS跳点算法之前,首先用Bresenham算法求出起点和终点之间的直线路径,并记录该直线路径中碰到障碍物节点的前一节点,其次用JPS跳点算法求出两个点的路径,最后将路径加以拼接,以达到减少跳点的数量和离线搜索的节点数量。仿真结果表明该算法可以有效减少跳点数量的生成,减少离线搜索的节点数量。

粘连玉米籽粒图像的自动分割方法

以玉米籽粒为对象,提出了一种基于公共区域和籽粒轮廓寻找分割点的方法,实现了粘连玉米籽粒图像的自动分割。对于两个相互粘连的籽粒,在对粘连目标进行连续腐蚀—膨胀处理过程中,相互接触籽粒会形成公共区域,将公共区域与任意一个籽粒轮廓进行交集运算后,得到一段不封闭的曲线,曲线段的端点作为分割点,再运用Bresenham画线算法生成分割线,将这两个籽粒分离。对于大量粘连的籽粒,采用同样的方法,以"剥离"方式可将籽粒逐个分离出来。对100组粘连籽粒图像进行算法测试,分割正确率为96%,分割后的籽粒边界较为平滑,变形较小。

铁路钢轨视觉识别检测方法

基于钢轨在监测图像中的特征,结合Radon变换思想,推导出用于钢轨识别检测的Bresenham直线算法,提出钢轨直线检测实现方法。在此基础上,得到一种基于图像处理的钢轨识别检测方法,现场试验验证了该检测方法的计算效果。研究结果表明:由该方法计算得出的2条直线准确地落在监测图像中的2条钢轨上,并得出在图像坐标系下的2条钢轨直线方程,说明该方法可准确识别检测出监测图像中的钢轨,为准确监测沙雪等异物入侵事件提供了必要支撑。

Bresenham直线生成算法的改进

直线是图形的基本元素,研究其生成算法具有重要意义。由于经典的Bresenham直线生成算法一次计算只能生成一个像素点,效率较低。为了提高直线生成效率,通过对其进行改进,提出了一种利用直线前两行像素行的像素点数目来计算其余各像素行的像素点数目的算法。该算法在保持Bresenham算法不使用取整和小数运算的优点下,还提高了直线生成效率,一次计算可以生成一个像素行。

一种快速圆弧绘制算法

提出一种圆弧绘制算法.与传统的基于单个像素点的圆弧绘制算法不同,新算法每执行一次输出操作均可生成两个或多个像素点.该算法将圆弧离散轨迹看成是由一系列水平位移和对角位移构成,逐段找出并绘制这些位移,从而减少了圆弧绘制过程中所需的输出操作,有效地提高了圆弧绘制速度.实验结果表明,新算法与著名的Bresenham算法相比,圆弧绘制速度提高近一倍.进一步地,新算法可以推广到其他二次曲线的绘制中.

基于Bresenham画线算法的图像快速-高精度旋转算法

采用Bresenham画线算法增量定位的思想,提出一种基于Bresenham算法的图像旋转快速算法.该算法减少了图像旋转中大量的浮点运算以及取整运算,可以在保证旋转质量的前提下,大幅度地提高图像旋转的效率.实验结果表明,该算法使得平均处理速度提高了将近4倍,并且方便了硬件实现.

改进的Bresenham直线生成算法

直线是图形的基本元素,其生成算法具有重要意义。在经典的Bresenham直线生成算法的基础上进行改进,提出一种新的多点生成算法。该算法利用直线的第一像素行的像素点数目来计算其余各像素行的像素点数目,一次可以预测一个像素行,再利用直线的对称性一次生成两个像素行。新算法既保持Bresenham算法不使用取整和小数运算的优点,又减少了计算量和循环次数,从而大幅提高了直线生成效率。

基于分裂合并算法的道路标线分割方法研究

针对现有的道路标线分割方法在阴影、光照、裂缝等干扰下存在分割精度不足的问题,提出了基于分裂合并算法的道路标线分割方法。该方法通过分析道路标线图像的灰度、边缘、纹理特征,首先采用Bresenham算法进行道路标线有无判定,并根据道路标线边缘实现路面检测图像标线区域和非标线区域的分裂,然后采用基于重心连线灰度值的区域合并和基于灰度与直线边缘特征的区域合并两种方法进行道路标线区域合并,最终完成道路标线的准确分割。实验表明,该方法分割精度较高,具有良好的抗噪性能,能够很好地满足道路检测车采集图像实时处理的需求。

直线Bresenham生成算法的三维推广

直线 Bresenham生成算法仅适用于二维直线的生成 .文中巧妙地利用直线在两个坐标平面内的投影 ,将二维直线 Bresenham算法推广到三维 ,用于空间直线的生成 ,给出了一个具体实例 ,并分析了计算误差和算法效率 .结果表明 ,三维直线 Bresenham生成算法具有高效和高精度的特点 。

三维最短路径分析算法的实现及其可视化

最短路径算法是路径搜索领域的重要问题,也是最优路径分析算法的基础。论文设计并实现了适用于栅格地形数据的数据存储结构。在分析A*算法思想的前提下,将计算机图形学中的直线求交算法应用到启发函数的计算中,实现了针对规则栅格地形数据计算最短路径的算法并将其进行了三维可视化显示。

GIS中基于栅格转换的缓冲区生成算法

缓冲区生成是GIS中非常重要的一种分析方法,现有的算法数据量大、运算效率低。在“DEComGIS的研究与开发”课题中我们运用栅格转换来实现缓冲区生成,实践证明该算法是有效的。

Bresenham算法及其在遥感影像图形绘制中的应用

为解决遥感影像解译样本数据在使用过程中涉及的直线图形栅格化问题,文章在分析了经典Bresenham算法原理及关键点的基础上,提出了通过直线斜率整体考虑8个扇区方向一体化实现方法。利用误差判别式e表征变量的增量,准确选择下一个像素点,完成直线图形像素的正确扫描。将算法应用于样本数据中地面照片视野范围的绘制,结果表明：算法在0~360°各个视野角度具有很好的适用性,绘制效率和准确性优于现有其他算法,适用于遥感影像直线图形绘制。

体可视化的快速光线投射算法

对规则标量数据场的体绘制算法进行了讨论，在此基础上给出了一种快速的自前向后的光线投射算法，利用多边形扫描转换减少了投射光线的数量, 通过光线的参数化表示方法减少了光线与数据场求交的计算量，并且通过将Bresenham算法扩展至三维，对光线通过三维扫描转换以进行体素化，从而避免了对空体元的采样从而加速了光线投射的效率，而且通过利用OpenGL提供的函数接口，简化了算法的实现过程。

并行的Bresenham直线生成算法

直线生成算法是计算机图形学基础理论的重要内容,文章对现有的国内外优秀的直线生成算法进行了深入研究后,提出了一个新的直线生成算法。该算法充分利用已知信息(待生成线段的起点和终点坐标)及线段自身的对称性,使Bresenham直线生成算法的执行效率有很大提高。

基于并行填充模式的直线生成算法

提出一种新的直线生成算法 ,该算法不需像传统的Bresenham算法那样对每个象素点进行偏差计算 ,而是根据已知的直线起点和终点坐标信息 ,确定在每个象素行上一次填充象素点的点数 ,然后以此为基本单位逐行填充。利用此算法可并行写入并点亮多个象素点 ,加快了直线生成速度 ,同时算法简练 。